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Amélioration de la procédure d’essai d'éclatement de joints d’étanchéité à base de téflon

Benabdallah, Samir (2012). Amélioration de la procédure d’essai d'éclatement de joints d’étanchéité à base de téflon. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L'objectif de ce travail est d'améliorer la procédure d'essai HOt Blow-out pour déterminer la température de fonctionnement maximale de joints d'étanchéité à base de Téflon. En parallèle, un dispositif expérimental est mis au point pour mesurer le coefficient de dilatation thermique de ce matériau. Cette étude à pour but d’analyser la relaxation des joints d'étanchéité à base de teflon due au fluage à haute température. La détermination de la température de fonctionnement sécuritaire des joints à base de teflon nécessite une bonne connaissance de leurs capacités à résister au phénomène fluage-relaxation due à l'exposition à la température à court terme et à long terme. Le but de ce travail est d'améliorer la procédure HOBT « Standard Test Method for Hot Blowout and Thermal Cycling Performance for Polytetrafluoroethylene (PTFE) Sheet or Sheet-Like Gaskets », qui est en cours d'adoption par le comité ASTM F03.

Les travaux antérieurs ont montré que l'introduction d'un nombre fixe de cycles de chauffage et de refroidissement dans la procédure de test HOBT prend en compte la déformation permanente cumulée (effet de Rochet) laquelle a un impact sur la réduction de la contrainte sur le joint. L'effet du maintien de température pendant une courte période de temps a été étudié. Le banc d’essai HOBT modifié a permis de mesurer l’écrasement du joint pendant le test afin de quantifier avec précision la déformation permanente cumulée. Plusieurs types de joints à base de téflon ont testés afin de couvrir une large gamme de joints pour justifier la généralisation de la procédure modifiée.

Les différentes étapes pour réaliser ce projet sont listées ci-dessous:
1. Améliorer le banc d'essai HOBT en mettant en place un dispositif de mesure d’écrasement du joint au cours du test.

2. Étudier les effets du nombre de cycles thermiques et du maintien de la température sur la contrainte d'étanchéité, de la déformation permanente cumulative et du fluage à court terme sur les caractéristiques d’éclatement des joints à base de téflon.

3. Développer un montage pour mesurer le coefficient de dilatation thermique des joints d'étanchéité sous charges élevées. Cet appareil peut également mesurer d'autres propriétés mécaniques telles que la compression du joint à haute température et le fluage à court terme.

4. Effectuer des essais d’éclatement de joint à chaud, de compression à haute température, de fluage et de mesure de coefficient de dilatation thermique sur plusieurs joints à base de téflon.

Titre traduit

Improvement of the hot blow-out test procedure for ptfe based gaskets

Résumé traduit

The objective of this work is to improve a HOt Blow-out Test procedure to determine the maximum operating temperature of Teflon-based gaskets. In parallel, an experimental fixture is developed to measure the thermal expansion coefficient of such material. This study aims to analyze the relaxation of PTFE gasketed joints due to creep at high temperature. The determination of the safe operating temperature limit of PTFE-based gaskets requires a good knowledge of its capacity to resist creep-relaxation due to temperature exposure in the short and long term. The aim of this work is to improve the HOBT standard procedure « Standard Test Method for Hot Blowout and Thermal Cycling Performance for Polytetrafluoroethylene (PTFE) Sheet or Sheet-Like Gaskets» which is under adoption by the ASTM F03 gasket committee.

Based on a previous work, the introduction of a fixed number of cycles of heating and cooling in the HOBT test procedure has shown that the cumulative permanent deformation (ratcheting damage) which has impact on reduction of the gasket stress can be taken into account. The effect of holding temperature for a short period of time will be investigated. The modified HOBT rig allows measurement of the gasket compression during the test in order to accurately quantify the cumulative permanent deformation. Several types of PTFEbased gaskets will be tested in order to cover a wide range of gaskets to justify the generalization of the modified procedure.

The different steps to achieve this project are listed below:

1. Improve the HOBT test rig by implementing a device to measure gasket compression and it variation with the thermal cycles.

2. Study the effects of the number of thermal cycling and the holding temperature on the gasket stress and the cumulative permanent deformation and the short term creep on the hot blowout characteristics of PTFE-based gaskets.

3. Development of a small fixture to measure the coefficient of thermal expansion of gasketing materials under high loads. This fixture can also measure other mechanical properties such as load compression and short term creep at high temperature.

4. Tests of hot blowout, load compression, creep and measurement of the coefficient of thermal expansion will be conducted on several PTFE-based gaskets.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie mécanique" Bibliogr. : f. [135]-138.
Mots-clés libres: Joints d'étanchéité. Polytétrafluoréthylène. Thermométrie.
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Bouzid, Abdel Hakim
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 01 févr. 2013 21:14
Dernière modification: 02 mars 2017 21:30
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1119

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